Słowniczek terminologii uŜywanej w fizyce i technice jądrowej

absorbent absorber

akcelerator accelerator

antycząstka anti-particle

antymateria anti-matter

atom atom

bekerel (Bq) becquerel

ciemna materia dark matter

czas połówkowego zaniku half-life

cząstki a alpha particles

cząstki b beta particles

datowanie promieniotwórcze radioactive dating

dawka dose

dekontaminacja decontamination

elektron electron

eV (elektronowolt) eV

eluat eluate

eluent eluant

foton photon

fragmenty rozszczepienia fission fragments

generator izotopowy isotope generator

grej (Gy) gray

gwiazda neutronowa neutron star

hadrony hadrons

izobar isobar

izomer isomer

izoton isoton

izotop isotope

izotop pochodny daughter

izotop promieniotwórczy radioisotope

jądro atomowe nucleus

jon ion

kiloelektronowolt (keV) keV

kiur (Ci) curie

kontaminacja (skaŜenie) contamination

liczba atomowa atomic number

liczba masowa mass number

licznik Geigera GM counter

licznik scyntylacyjny scintillation counter

medycyna nuklearna nuclear medicine

megaelektronowolt (MeV) MeV

mikrokiur (µCi) microcurie

monitor promieniowania radiation monitor

napromieniować irradiate

neutrino neutrino

neutron neutron

nukleon nucleon

nukleonika nucleonics

nuklid nuclide

ochrona radiologiczna health physics

oddziaływanie silne strong interaction

odkaŜanie decontamination

odpady promieniotwórcze radioactive waste

osłony shielding

plazma plasma

promieniotwórczość (radioaktywność)radioactivity

promieniowanie elektromagnetyczne electromagnetic radiation

promieniowanie jonizujące ionizing radiation

promieniowanie tła background radiation

promieniowanie a alpha radiation

promieniowanie b beta radiation

promieniowanie g gamma radiation

proton proton

przejście izomeryczne isomeric transition

przelicznik scaler

rad rad

radioizotop radioisotope

radionuklid radionuclide

radionuklid macierzysty parent radionuclide

radioterapia radiotherapy

reaktor jądrowy nuclear reactor

rozpad promieniotwórczy radioactive decay

rozszczepienie fission

równowaga wiekowa secular equilibrium

siwert (Sv) sievert

skaŜenie radioaktywne spill

stabilny stable

stan wzbudzony excited state

synteza (fuzja) jądrowa) nuclear fusion

sztuczna promieniotwórczość induced radioactivity

transmutacja transmutation

wiązka beam

Wielki Wybuch Big Bang

wychwyt elektronu electron capture

wychwyt K K-capture

znacznik tracer

źródło izotopowe isotope source

Absorbent (pochłaniacz)Dowolny materiał osłabiający promieniowanie jonizujące. Ołów, beton i stal silnie osłabiają

promieniowanie gamma (g). Cienka warstwa papieru lub metalu zatrzymuje cząstki alfa (a) znaturalnych rozpadów promieniotwórczych. Dla cząstek beta (b) z naturalnych rozpadów podobny efekt

osiągniemy stosując kilkumilimetrową warstwę metalu lub plastiku.

▲

AkceleratorUrządzenie stosujące pola elektryczne i magnetyczne do przyspieszania cząstek naładowanych (elektronów, protonów, ich antycząstek, cięŜkich jonów itd.). ZaleŜnie od kształtu toru

cząstek rozróŜnia się akceleratory liniowe i pierścieniowe.

Cząstki przyspieszone do bardzo wysokich energii (miliardy elektronowoltów) są uŜywane w badaniach

Cząstki przyspieszone do bardzo wysokich energii (miliardy elektronowoltów) są uŜywane w badaniach

struktury materii. W kilku miejscach na świecie zbudowano badawcze akceleratory pierścieniowe ośrednicach liczonych w kilometrach. Badacze europejscy korzystają głównie z ośrodka badawczego

CERN pod Genewą w Szwajcarii.

Cząstki przyspieszone do energii rzędu MeV mają waŜne zastosowania medyczne i techniczne. Liczba takich akceleratorów (głównie liniowe akceleratory elektronów stosowane

w radioterapii onkologicznej) jest w skali globalnej szacowana na kilka tysięcy sztuk (w Polsce pracuje ich ok. 30). ▲

AntycząstkiOdpowiedniki cząstek o identycznej masie ale przeciwnych wartościach pozostałych parametrów (ładunek elektryczny, liczba barionowa, dziwność). W wyniku oddziaływania

cząstka-antycząstka następuje ich anihilacja: powstają fotony lub inne pary cząstka-antycząstka.

▲Antymateria

Materia złoŜona z antycząstek.▲Atom

Najmniejsza porcja materii nie dająca się podzielić metodami chemicznymi (choć dająca się rozbić na

cząstki metodami fizyki jądrowej). W fizyce i technice jądrowej operuje się raczej pojęciem nuklid.▲

Bekerel (Bq)Jednostka aktywności substancji promieniotwórczej 1 Bq = 1 rozpad na sekundę.

Jednostka aktywności substancji promieniotwórczej 1 Bq = 1 rozpad na sekundę.

▲Czas połówkowego zaniku

Czas, w którym połowa jąder danej substancji promieniotwórczej ulega rozpadowi. Charakteryzuje dany izotop promieniotwórczy. Zob. teŜ datowanie promieniotwórcze.▲Ciemna materia

Ta część materii Wszechświata, która nie promieniuje, a więc nie jest dostępna bezpośredniej obserwacji. Jej istnienie moŜna wywnioskować z badania efektów grawitacyjnych.

Ostatnio uwaŜa się, Ŝe ciemna materia stanowi większość masy Wszechświata.

▲Cząstki (promieniowanie, promienie) a (alfa)

Naładowane dodatnio cząstki złoŜone z dwóch neutronów i dwóch protonów (izotop 4He). Najmniej przenikliwe z trzech rodzajów

promieniowania jonizującego występującego naturalnie na Ziemi - jest zatrzymywane przez kartkę papieru. MoŜe być niebezpieczne dla

istot Ŝywych tylko wtedy, gdy substancja je emitująca została wchłonięta do organizmu, lub znalazła się w kontakcie z ciałem.

▲

Cząstki (promieniowanie, promienie) b (beta)Elektrony o ładunku dodatnim (b+) lub ujemnym (b-), emitowane w procesie przemiany neutronu oraz w wielu przemianach

jądrowych. Bardziej przenikliwe niŜ cząstki alfa, ale mniej przenikliwe niŜ fotony gamma czy X o tej samej energii.

▲

Datowanie promieniotwórczeTechnika wyznaczania wieku obiektów poprzez pomiar zawartych w nich

izotopów promieniotwórczych.

▲

DawkaIlość energii zdeponowana (przekazana) przez promieniowanie jonizujące do jednostkowej masy absorbenta.

▲Dekontaminacja

Zob. odkaŜanie.

▲Elektron

Cząstka elementarna o elementarnym ładunku ujemnym i masie równej 1/1837 masy protonu. Elektrony otaczają w atomie dodatnio naładowane jądro. Struktura powłoki

elektronowej określa chemiczne własności atomów.

▲eV (elektronowolt)

Jednostka energii uŜywana w fizyce atomowej i jądrowej. Energię 1 eV = 1,6·10-19

J uzyskuje cząstka o elementarnym ładunku elektrycznym 1,6·10-19

C (np. elektron czy proton)

przyspieszona przez pole elektryczne o róŜnicy potencjałów 1 V.

▲Eluat

Pobierany z generatora izotopów roztwór zawierający poŜądany izotop pochodny.

▲Eluent

Wprowadzany do generatora izotopowego roztwór wymywający tylko określony (poŜądany) pierwiastek.

▲Foton

Porcja (kwant) energii elektromagnetycznej. Poruszająca się z prędkością światła cząstka o określonej energii i pędzie, bez masy spoczynkowej i ładunku elektrycznego.

▲Fragmenty rozszczepienia

Promieniotwórcze jądra atomowe tworzone w procesie rozszczepienia jąder cięŜkich. Przykład: produktami rozszczepienia 235

U są stront 90

Sr i cez 137

Cs.

▲Generator izotopowy

Urządzenie zawierające określony izotop promieniotwórczy (długoŜyciowy, tzw. radinuklid macierzysty),

w wyniku rozpadu którego powstaje inny (na ogół bardzo krótko Ŝyjący) izotop pochodny. Ten ostatni

moŜe być w miarę potrzeb na bieŜąco wymywany (zob. eluat i eluent) i uŜywany np. do diagnozowania

stanu pacjentów metodami medycyny nuklearnej.

▲

Grej (Gy)Jednostka dawki. 1 Gy = 1 J energii promienistej pochłoniętej przez 1 kg masy absorbenta.

▲Gwiazda neutronowa

Niewielka (średnica ok. 10 km) pozostałość po wybuchu gwiazdy supernowej mająca postać gwiazdy o bardzo duŜej gęstości, zbudowanej głównie z

neutronów.

▲

HadronyCząstki złoŜone z kwarków, związane oddziaływaniami silnymi. Dwa podstawowe rodzaje hadronów to zbudowane z 3 kwarków bariony i zbudowane z 2 kwarków mezony.

▲Izobary

Jądra o identycznej liczbie masowej lecz o innych liczbach atomowych.

▲Izomery

Atomy o danej liczbie atomowej i masowej (tj. określone izotopy), które w mierzalnym czasie mogą znajdować się w róŜnych stanach energetycznych. Większość izotopów nie ma

izomerów, jednak niektóre mają ich po kilka. Izomer oznaczamy literą "m" umieszczoną po liczbie masowej np. 99m

Tc (technet-99m).

▲Izotony

Jądra o identycznej liczbie neutronów. Przykłady: 37

Cl, 38

Ar, 39

K i 40

Ca – wszystkie mają po 20 neutronów.

▲Izotopy

Jądra o danej liczbie atomowej (liczbie protonów) lecz o innych liczbach masowych (a więc róŜniące się liczbą neutronów). Przykład: najbardziej znanymi izotopami uranu są238

U i 235

U. Izotop moŜe być trwały (stabilny) lub nietrwały (promieniotwórczy).

▲Izotop pochodny

Izotop (trwały lub promieniotwórczy) powstały w wyniku rozpadu innego izotopu promieniotwórczego (radionuklidu macierzystego).

▲Izotop promieniotwórczy (radioizotop)

Izotop ulegający samorzutnym (spontanicznym) rozpadom promieniotwórczym. Promieniotwórczości nie moŜna przyspieszyć, opóźnić ani zahamować. RóŜne izotopy

promieniotwórcze mają (na ogół) róŜne czasy połowicznego zaniku.

▲Jądro atomowe

Centralna część atomu skupiająca większość jego masy, obdarzona dodatnim ładunkiem elektrycznym. Wszystkie jądra atomowe (oprócz izotopu 1H wodoru) są zbudowane z

protonów i neutronów.

▲Jon

Atom (lub cząsteczka) o niezerowym wypadkowym ładunku elektrycznym - ujemnym lub dodatnim.

▲keV (kiloelektronowolt)

Tysiąc elektronowoltów.

▲Kiur (Ci)

Kiur (Ci)

Historyczna jednostka aktywności czyli szybkości rozpadów substancji promieniotwórczej: 1 Ci = 3,7·1010

s-1

= 37 miliardów rozpadów na sekundę (w przybliŜeniu tyle rozpadów na

sekundę zachodzi w 1 gramie radu). W układzie SI jednostką aktywności jest bekerel (Bq) zdefiniowany jako jedna przemiana na sekundę. Tak więc 1 Ci = 37 GBq = 37 000 MBq =

37 000 000 kBq = 37 000 000 000 Bq).

▲Kontaminacja

skaŜenie.

▲Liczba atomowa

Liczba protonów w jądrach atomowych danego pierwiastka (kaŜdego z jego izotopów).

▲Liczba masowa

Masa podana w jednostkach u definiowanych jako 1 u = 1/12 masy atomu izotopu węgla 12

C = 1,66·10-27

kg (z definicji liczba masowa izotopu 12

C wynosi 12,0000). PoniewaŜ masy

neutronu i protonu są bliskie 1 u, to liczba masowa w pierwszym przybliŜeniu jest równa sumie liczb protonów i neutronów w jądrze atomowym. Przykłady: masa cząstki alfa ma =

4,0015, masa atomu 4He mHe = 4,0026, masa atomowa chloru mCl=35,4527.

▲Licznik Geigera

Detektor lub układ do zliczania cząstek lub fotonów promieniowania jonizującego. Zazwyczaj jest to wypełniony gazem cylinder, wewnątrz którego umieszczono cienki drut

spolaryzowany wysokim napięciem (anoda). Jonizując gaz wewnątrz cylindra cząstka powoduje wyładowanie elektryczne, które moŜna zarejestrować. Spadek napięcia anodowego

przerywa wyładowanie i powoduje powrót po upływie określonego czasu martwego do stanu wyjściowego.

▲ Licznik scyntylacyjny

Przyrząd do wykrywania i pomiaru promieniowania jonizującego metodą zliczania błysków światła w niektórych materiałach, tzw. scyntylatorach.

▲Medycyna nuklearna

Dziedzina medycyny obejmująca sposoby wykorzystania technik jądrowych (w tym głównie izotopy promieniotwórcze i akceleratory cząstek naładowanych) do leczenia ludzi.

▲MeV (megaelektronowolt)

Milion elektronowoltów. 1MeV = 1 000 keV = 1 000 000 eV

▲Mikrokiur (µCi)

Jednomilionowa część kiura (3,7·104 rozpadów w ciągu sekundy = 3,7·10

4 Bq).

▲Monitor promieniowania

Monitor promieniowaniaPrzyrząd słuŜący do wykrywania promieniowania lub jego ciągłej rejestracji.

▲Napromieniować

Wystawić obiekt na działanie dowolnego promieniowania.

▲Neutrino

Neutralna elektrycznie cząstka elementarna o znikomej (w porównaniu z elektronem) masie. Uczestniczy w wielu procesach jądrowych, np. w rozpadzie beta.

▲Neutron

Jeden z dwóch nukleonów tworzących jądro atomowe. Nie posiada ładunku elektrycznego. W stanie nie związanym (poza jądrem) jest nietrwały (ulega samorzutnemu rozpadowi).

▲Nukleonika

Dyscyplina naukowa ukierunkowana na badanie, wdraŜanie i stosowanie technik jądrowych.

▲Nukleon

Składnik jądra atomowego - proton lub neutron▲Nuklid

Jędro atomowe istniejące w mierzalnym czasie. Nuklidy mogą róŜnić się liczbą atomową (róŜne pierwiastki), masą atomową (róŜne izotopy tego samego pierwiastka), stanem

energetycznym (róŜne izomery tego samego izotopu).

▲Ochrona radiologiczna

Zapobieganie naraŜeniu ludzi i skaŜeniu środowiska, a w przypadku braku moŜliwości zapobieŜenia takim

sytuacjom, ograniczenie ich skutków do poziomu tak niskiego, jak tylko jest to rozsądnie osiągalne, przy

uwzględnieniu czynników ekonomicznych, społecznych i zdrowotnych.

▲

Oddziaływanie silneJedno z czterech podstawowych oddziaływań (znamy oddziaływania grawitacyjne, elektromagnetyczne, słabe, silne). WiąŜe kwarki za pośrednictwem gluonów. Jest to

oddziaływanie krótkozasięgowe.

▲OdkaŜanie (dekontaminacja)

Usuwanie skaŜeń promieniotwórczych przez czyszczenie mechaniczne bądź zmycie środkami chemicznymi.

▲Odpady promieniotwórcze

Nie mające zastosowania substancje promieniotwórcze lub materiały skaŜone tymi substancjami.

▲Osłony

Bariery ochronne, głównie z gęstych materiałów, utrudniające przenikanie promieniowania.

▲

▲Plazma

Stan fizyczny uzyskiwany przez dostarczenie materii bardzo duŜej energii (podgrzanie do bardzo wysokiej temperatury), co w zasadzie prowadzi do zwykłego zjonizowania atomów.

Jednak ze względu na specyficzne własności mieszaniny jonów i swobodnych elektronów plazmę uznaje się za czwarty stan materii.

▲Promieniotwórczość (radioaktywność)

Spontaniczne, samorzutne przemiany i rozpady nietrwałych jąder, w wyniku których następuje emisja promieniowania jonizującego.▲Promieniowanie elektromagnetyczne

Rozchodzące się z prędkością światła zmienne pole elektryczne i magnetyczne, np. fale radiowe,

mikrofale, światło, nadfiolet, promieniowanie X lub g (gamma).

▲Promieniowanie gamma g

Bardzo przenikliwe promieniowanie elektromagnetyczne powstające w procesach jądrowych, o

energii na ogół większej niŜ energia (teŜ wysokoenergetycznego) promieniowania X powstającego w

procesach atomowych.

▲

Promieniowanie jonizującePromieniowanie zdolne do jonizowania materii czyli wytwarzające jony (bezpośrednio lub pośrednio).

▲Promieniowanie tła

Promieniowanie jonizujące stale obecne w naszym środowisku, którego źródłem są naturalne izotopy

promieniotwórcze i promieniowanie kosmiczne. Terminem tym określamy równieŜ promieniowanie

zarejestrowane, a nie związane z prowadzonym pomiarem.

▲

ProtonJeden z podstawowych składników jądra atomu. Posiada dodatni ładunek elektryczny równy co do wartości bezwzględnej ładunkowi elektronu (ładunkowi elementarnemu). Jego masa

jest niewiele mniejsza od masy neutronu. Proton jest jądrem atomowym najlŜejszego izotopu wodoru 1H.

▲Przejście izomeryczne

Przemiana jądrowa polegająca na emisji kwantu gamma bez zmiany liczby atomowej i liczby masowej.▲Przelicznik

Przyrząd elektroniczny zliczający impulsy np. z detektora G-M.

▲Rad

1. Naturalny pierwiastek promieniotwórczy (symbol Ra, liczba atomowa 88), którego wszystkie znane izotopy są promieniotwórcze.

2. Dawna jednostka dawki. 1 rd = 100 ergów energii promienistej pochłoniętej przez 1 gram materii. W układzie SI jednostką dawki jest grej. 1 rd = 0,01 Gy. 1 Gy = 100 rd.

▲Radioizotop

Zob. izotop promieniotwórczy▲Radionuklid

Nuklid promieniotwórczy ulegający samorzutnej przemianie jądrowej.

▲Radionuklid macierzysty

Radionuklid, z którego powstaje nuklid pochodny (radioaktywny bądź trwały).

▲

RadioterapiaJeden ze sposobów zwalczania tkanki rakowej metodą naświetlania jej

promieniowaniem jonizującym. Nowoczesne metody radioterapeutyczne są

oparte o liniowe akceleratory elektronów i innych cząstek naładowanych.▲

Reaktor jądrowy (nuklearny)Urządzenie, w którym jest inicjowana, podtrzymywana i kontrolowana reakcja rozszczepieniająder atomowych (np. w celu produkcji energii). Podstawowymi elementami reaktora są: paliwo

nuklearne, moderator, osłona, pręty sterujące, układ chłodzenia.

▲

Rozpad promieniotwórczyProces zmieniający stan jądra promieniotwórczego w wyniku spontanicznej emisji cząstki a, cząstki b , fotonu g lub

wychwytu elektronu (z orbit atomowych). Jądro końcowe ma mniejszą energię.

▲

RozszczepienieProces podziału cięŜkiego jądra atomowego na dwa jądra lŜejsze (fragmenty rozszczepienia o porównywalnych

masach) z wydzieleniem duŜej energii kinetycznej obu fragmentów, emisji neutronów lub emisji promieniowaniag. Jeszcze większa energia wydziela się w trakcie reakcji syntezy (fuzji) jąder lekkich.

▲

Równowaga wiekowaStan równowagi izotopu macierzystego i izotopu pochodnego, zachodzący wtedy, gdy czas połowicznego zaniku izotopu macierzystego jest większy od czasu połowicznego

zaniku izotopu pochodnego. W sytuacji gdy oba izotopy pozostają nie rozdzielone, po pewnym czasie szybkość rozpadu izotopu pochodnego jest równa szybkości jego

powstawania. W rezultacie oba izotopy rozpadają się z tą samą prędkością, aŜ do wyczerpania izotopu macierzystego.

▲Siwert (Sv)

Jednostka równowaŜnika dawki. Uwzględnia róŜnice w reakcji tkanek na promieniowanie i odmienność w pochłanianiu róŜnych rodzajów promieniowania. Dla promieni X i gamma 1

Sv odpowiada 1 Gy.▲SkaŜenie radioaktywne

NiepoŜądana obecność substancji promieniotwórczej.

▲Stabilny

Nie-promieniotwórczy.

▲Stan wzbudzony

Stan o podwyŜszonej energii. PoniewaŜ kaŜdy układ fizyczny dąŜy do minimum energii, to prędzej czy później nadwyŜka energii będzie wyemitowana.

▲Synteza jądrowa (fuzja jąder)

Reakcja jądrowa, w której w procesie połączenia dwóch lekkich jąder atomowych powstaje nowe, cięŜsze

jądro. Reakcji syntezy towarzyszy wydzielenie kilku-kilkunastokrotnie większej energii niŜ reakcji

rozszczepienia (co wynika z róŜnej energii wiązania róŜnych jąder). Reakcja fuzji zachodzi naturalnie we

wnętrzach gwiazd, które stabilnie świecą dopóki nie wyczerpie się zapas najlŜejszych jąder (wodór,

deuter, tryt), po czym zapadają się i - zaleŜnie od swej masy - gasną albo wybuchają jako nowe lub

supernowe (po których pozostają gwiazdy neutronowe). Wybuch nowej/supernowej jest moŜliwy jeśli

masa gwiazdy jest na tyle duŜą, Ŝe podczas grawitacyjnego zapadania się zostanie wyzwolona ilość

energii wystarczająca do zainicjowania reakcji syntezy jąder cięŜszych niŜ juŜ "wypalone" jądra najlŜejsze

▲

Sztuczna promieniotwórczośćPromieniotwórczość wytwarzana w wyniku reakcji jądrowych, najczęściej przez bombardowanie strumieniami cząstek naładowanych (np. z akceleratorów) lub strumieniami

neutronów (np. z reaktorów jądrowych).

▲Transmutacja

Przemiana jednych pierwiastków w drugie w wyniku przemian jądrowych.

▲Wiązka

Skolimowany strumień cząstek (ze źródła izotopowego, akceleratora bądź reaktora), albo fotonów (X lub g). Wiązki

cząstek naładowanych (zwłaszcza tych przyspieszanych w akceleratorach) formuje się w odpowiednio ukształtowanych polach

elektrycznych i magnetycznych. Wiązki neutronów, innych cząstek obojętnych elektrycznie i fotonów formuje się

kolimatorami tj. absorbentami z otworami.

▲

Wielki wybuchModel powstania i rozwoju Wszechświata, w którym postuluje się, Ŝe ze stanu początkowego o znikomych rozmiarach i gigantycznej energii nastąpiło gwałtowne rozpręŜenie i

stygnięcie materii, które doprowadziło do powstania cząstek i atomów.

▲Wychwyt elektronu

Przemiana jądrowa, w której orbitalny elektron wnika do jądra. W wyniku takiej przemiany liczba atomowa maleje o 1 (liczba masowa pozostaje bez zmian).

▲Wychwyt K

Wychwyt przez jądro elektronu orbitalnego z powłoki K.

▲Znacznik

Niewielka ilość izotopu promieniotwórczego wprowadzona do jakiegoś obiektu celem określenia niektórych jego cech (np. znalezienie sposobów przemieszczania się wybranych

składników systemu).

▲Źródło izotopowe

Odpowiednio opakowana i zabezpieczona przed powodowaniem skaŜeń substancja zawierająca izotop promieniotwórczy stosowany w badaniach naukowych,

technice lub medycynie.

▲